タマミジンコ生産力試験MGP2025-2 リン添加の効果② 下水処理場(G8)
前回に続き、下水処理場の処理水にリンを添加するＭＧＰ試験の2回目です。
今回は、リン添加量を1.0mg-P/L（前回MGP2025-1）から2.0mg-P/Lに引き上げてみました。
これだと、農集の処理水リン濃度と同じレベルとなり、レッドフィールド比にも近くなるため、微細藻類の培養には、より好条件となることが予想されます。
理想的なリン濃度で培養された雑藻の栄養価はさらに高まり、タマミジンコを増やすことになるのでしょうか？
下水処理場（G8）の放流水 標準活性汚泥法（多分、硝化抑制運転） 消化タンク在り
① リン無添加 （放流水そのまま P想定濃度 多分0.5mg-P/l程度）
② リン添加（+2.0mg/ｌ） （放流水にリンを添加したもの P想定濃度 0.5+2.0=2.5mg-P/l程度）
方法
藻化は、種藻に下水処理水（リン無添加とリン添加+2.0mg-P/lの2種類）を入れ、1.2LビンをLEDで12hr明、12hr暗のサイクルで照明し、エアー攪拌しながら培養しました。収穫までの滞留時間は3日間です。
前回は4日の滞留時間でしたが、後で触れるように、藍藻のユレモの発生を抑制するため、今回は3日に短くしました。
これにはまた、対数増殖期の雑藻を確実に収穫する目的もあります。リンを添加すると、色付きがリン無添加よりも早く、増殖が速まるようなので…4日では定常期に入っている可能性があったからです。
タマミジンコの培養には、タマミジ水の引抜量に対する藻化水の供給量を、前回の4倍から5倍に増しています。4倍量では、餌が不足気味だったもので…
タマミジンコは、飢餓状態に長く置かれると、オスを作って有性生殖に入ってしまうので…これはMGPを減らす方向に働きます。
タマミジンコの培養は、前回と同じく600mlのカップで行い、約23℃に保温し行い、毎日一定量の藻化水を与え、一定量のタマミジ水を引抜き、その個数を数えてMGPとしました。。
結果 を下に示します。
試験期間は3/4～3/15の12日間でしたが、この前に充分に長い馴致期間を設けています。
馴致には最低でも2週間以上は必要なようです…これは微細藻類とタマミジンコ双方が変化するのに必要な時間になります。
試験期間中のタマミジンコの生産量は、初めは差が少なかったものの、中盤からリン添加の方が大きく増加しています。
タマミジンコの生産量の平均値を下に示します。
MGP平均値は、リン無添加で3,486個/L、リン添加で6,573個/Lでした。リン添加の方が無添加より1.89倍多くなっています。
前回のリン1.0mg/l添加の場合は、無添加より1.35倍でしたので、これよりも差が開いています。
やはり、リン添加は効くようですね。
リン添加量を2.0mg/lに増し、レッドフィールド比に近づいたことで微細藻類の栄養価が高まり、MGPが増加したものと思われます。
下に3/9時点での、藻化ビンと引き抜いたタマミジンコ水の状態を示します。
一番上の藻化ビンの比較では、リン添加と無添加でほぼ同じ濃さのようですが、若干リン添加の方が灰色繋った色付きになっています（この原因については後述します）。
AGPは、SSの測定をしていないので何とも言えませんが、それほど差は無いような感じです。
その下のタマミジンコ水の比較では、リン無添加の方が緑色で、リン添加の方がやや透明になっています。
これは、リン無添加の方が藻の食べ残しがあり、リン添加の方がほぼ食べつくされているためです。
タマミジンコの数も、リン添加の方が多く見えます。
下に藻化ビンに育った雑藻の顕微鏡写真を示します。
両方とも、優占している藻種は同じで、球状の緑藻であり、恐らくクロレラかと思われます。前回のイカダモ優占の状態から変わっています。
クロレラのサイズは、リン添加の方が若干大きいような感じがします…ピレノイドもよりハッキリしているようです。
藍藻のユレモは両方に混じっていましたが、その量はリン添加の方が多く、これが藻化ビンを灰色繋った色付きにしている原因です。
ユレモの写真を右側の下の枠内に示します。
どうもリンを添加すると、ユレモが出易くなるようです。
ユレモはタマミジンコの餌としての質が悪く、MGPを下げます。
ユレモの発生をおさえるため、 藻化時間を前回の4日から、今回は3日に下げました…効果は大でしたが、根絶はできませんでした。
以上、前回と今回の実験で、リン添加によるN/P比の改善が、MGPを増加させることが確認できたようです。
下水処理場のMGPを下げていた原因は、有害物質ではなく、リンが窒素に対して少ないためN/P比が高いことが主因だったようですね。
一般に下水処理場では、窒素よりリンの方が除去しやすいため、その放流水のN/P比は高くなりがちです。
このため、下水処理場の放流先の水環境では、N/P比の高い微細藻類が育ち易くなります。
この結果、餌としての質が低い一次生産がなされるため、上位生態系への影響が心配されています。
“琵琶湖の生体構造と栄養バランスの関連把握” ： 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター研究報告書 第6号
この報告書によると、琵琶湖の一次生産物質(微細藻類が主)のN/Ｐ比は30であり、レッドフィ－ルド比の16よりも高くなっています。
このような水環境では、リンの濃度を高めることで、動物プランクトンの生産量を増して生態系を活性化することができるのではないでしょうか。
酒田港湾も、リン制限になっています。
下に、海水800ml+下水処理水（G8）200ml+種藻200mlの計1.2Lに、リンを段階的に添加して静置培養したものを示します。
色付きは、少し分かり辛いですが、リンの添加量が多くなるにつれ濃くなっています。
培養された藻種はスケレトネマが優占していました。
一般に、珪藻のリン含有量は緑藻などよりも高いため、リン添加の効果が出易いようです。
この実験でも、リンの添加量が増えるのつれ、スケレトネマの量も増しています…恐らく、EPA等の栄養価も高くなっているはず。
また、こうした珪藻を食べるカイアシ類も、リン含有量の多い藻の方が、生育が早いことが示されています。
“更新世以降の棲息ニッチ分割における生態化学量論の相対的重要性” ： 牧野 渡：科学研究費助成事業 研究結果報告書,平成26年5月23日
このため、酒田市クリーンセンターで放流水のリン濃度を高めることは、酒田港湾の珪藻やカイアシ類を増やして魚を多くすることに効果的だと考えられます。
現在、栄養塩類管理運転をしている下水処理場では、窒素増加運転をしている場合が多いようです。
微細藻類は、窒素のみでも増えますが、その上位の動物プランクトンを増やすには、リンの増加運転が必要になるのではないでしょうか。
今回は、リンの濃度を2.5mg-P/ｌ程度にまで上げてみましたが、実際の下水処理場でも、この位の濃度が上げられる上限になると思われます。
放流水のリンを増加させる水処理運転方法を下に示します（窒素を増加させるための硝化抑制運転を前提としています）。
図の上のものは、以前示したもので、エアレーションタンクの末端区画の送風を絞り、最終沈殿池でのリンの再放出を促すというものです。
これでも、リンの濃度はある程度増加しますが、実はリンの放出には栄養となるBOD源が必要です。
図の下のものは、この栄養源として、末端区画に脱水汚泥脱離液を注入するものです。
これで、リン放出量を更に増すことができます。BOD源は流入下水でも構いませんが、脱水汚泥脱離液のBODはかなり高いため、効率よく供給することができます。
ここで心配なのは、このBODが最終沈殿池に流れ、放流水のBODを上げてしまう恐れがないか、という点ですが…
活性汚泥の吸着能力はかなり高く、多分末端区画での攪拌により、BODは充分除去できるので、大丈夫かと思います。
このBOD源の注入は、リン放出を妨げる余分なDOや硝酸の除去にも役立ちます。
また、もし消化汚泥を脱水しているのであれば、その脱離液にはビタミンB12が高濃度に含まれます。
この場合、放流水にこのB12を移すことができるかもしれません。
海苔の生育にはB12添加が効果的だそうなので、ノリ養殖場へのB12供給のためにも使えそうですね。
実際に、エアレ－ションタンク末端に汚泥処理系の返流水を注入することは既に検討されており、もしかすると試行運転も始まっているかもしれません。
その効果が期待されます。
（2025.3）